SE0950646A1 - Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle - Google Patents

Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle Download PDF

Info

Publication number
SE0950646A1
SE0950646A1 SE0950646A SE0950646A SE0950646A1 SE 0950646 A1 SE0950646 A1 SE 0950646A1 SE 0950646 A SE0950646 A SE 0950646A SE 0950646 A SE0950646 A SE 0950646A SE 0950646 A1 SE0950646 A1 SE 0950646A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
battery
electric machine
soc
road
Prior art date
Application number
SE0950646A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE535739C2 (en
Inventor
Stefan Larsson
Original Assignee
Scania Cv Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE0950646A priority Critical patent/SE535739C2/en
Priority to PCT/IB2010/001743 priority patent/WO2010143077A2/en
Priority to DE112010002438T priority patent/DE112010002438T5/en
Publication of SE0950646A1 publication Critical patent/SE0950646A1/en
Publication of SE535739C2 publication Critical patent/SE535739C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/12Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using control strategies taking into account route information
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B60W20/104
    • B60W20/1062
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B60W20/14Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/188Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1882Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power characterised by the working point of the engine, e.g. by using engine output chart
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/076Slope angle of the road
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0019Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0022Gains, weighting coefficients or weighting functions
    • B60W2050/0025Transfer function weighting factor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0019Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0028Mathematical models, e.g. for simulation
    • B60W2050/0031Mathematical model of the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001Details of the control system
    • B60W2050/0043Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0057Frequency analysis, spectral techniques or transforms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24Energy storage means
    • B60W2510/242Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244Charge state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08Electric propulsion units
    • B60W2710/083Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/10Road Vehicles
    • B60Y2200/14Trucks; Load vehicles, Busses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Uppfinningen omfattar ett system och en metod for att styra en elmaskin i ett hybridfordonvars drivlina omfattar en förbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämndaelmaskin, varvid systemet omfattar: en lutningsenhet for att bestämma vägens lutning otvid framforing av fordonet och generera en lutningssignal i beroende därav, enladdningsenhet for att bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC) och generera en SOC-signal i beroende därav; en regulator som är anpassad att använda lutningssignalen ochSOC-signalen som insignaler för att beräkna en viktningsfaktor och generera enviktningssignal ß i beroende därav; en momentenhet som är anpassad att bestämma ettÖnskat moment av foraren, och att generera en momentsignal M i beroende därav; enstyrenhet som är anpassad att beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat på viktningssignalen ß och momentsignalen M, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen. (Figur 4) The invention comprises a system and a method for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said sub-machine, the system comprising: a tilt unit for determining the inclination of the road while driving the vehicle and generating a tilt signal therewith. , a single charge device for determining the state of charge of the battery (SOC) and generating an SOC signal depending thereon; a controller adapted to use the slope signal and the SOC signal as input signals to calculate a weighting factor and generate a weighting signal ß depending thereon; a torque unit adapted to determine a desired torque of the driver, and to generate a torque signal M depending thereon; a control unit which is adapted to calculate a control signal for the electric machine based on the weighting signal ß and the torque signal M, the electric machine being controlled according to the control signal. (Figure 4)

Description

2 energi till en elmotor som driver fram fordonet. När stora kvantiteter energi behövs, tar elmotom energi både från batteri och generator. Förbränningsmotorn år alltså inte integrerad i bilens drivsystem utan framdrivningen av bilen sker helt med hjälp av elmotom. I parallellhybridfordon är förbränningsmotom och en elmaskin, som används både som generator och motor, mekaniskt kopplade via motoraxel. Ett exempel på ett parallellhybridsystem visas i figur 2. Kopplingen kan placeras mellan förbränningsmotom och elmaskinen, vilket gör det möjligt att driva fordonet enbart elektriskt. Eftersom förbränningsmotom och elmaskinen roterar med exakt samma hastighet (när kopplingen är tillslagen), kompletterar de varandra och kan arbeta parallellt. Serie-parallell-hybridsystem är vanliga inom personbilsteknologin, men är vanligtvis för komplicerade för tyngre fordon. 2 energy to an electric motor that drives the vehicle. When large quantities of energy are needed, the electric motor takes energy from both the battery and the generator. The internal combustion engine is thus not integrated in the car's drive system, but the propulsion of the car takes place entirely with the help of the electric motor. In parallel hybrid vehicles, the internal combustion engine and an electric machine, which are used both as a generator and an engine, are mechanically connected via an engine shaft. An example of a parallel hybrid system is shown in Figure 2. The coupling can be placed between the internal combustion engine and the electric machine, which makes it possible to drive the vehicle only electrically. Since the internal combustion engine and the electric machine rotate at exactly the same speed (when the clutch is switched on), they complement each other and can work in parallel. Series-parallel hybrid systems are common in passenger car technology, but are usually too complicated for heavier vehicles.

Det senaste tillskottet till hybridfordon, laddhybrid (även sladdhybrid eller plug-in- hybrid), är anpassad för laddning från elnätet när fordonet är parkerat. Laddhybrider har större elmotorer samt kraftfulla batteripaket som på några timmar blir fulladdade via sladd från en vanlig elkontakt.The latest addition to the hybrid vehicle, charging hybrid (also cord hybrid or plug-in hybrid), is adapted for charging from the mains when the vehicle is parked. Charging hybrids have larger electric motors and powerful battery packs that in a few hours are fully charged via a cord from a standard electrical socket.

Patentansökan US 2005/0274553 beskriver ett förutsägande energihanteringssystem för elhybridfordon. Systemet använder olika sorters information såsom nuvarande position samt 3D-kartor, och genererar optimala motorinstruktioner baserat på minimeringen av en kostnadsfunktion som begränsas av restriktioner för ett batteri.Patent application US 2005/0274553 describes a predictive energy management system for electric hybrid vehicles. The system uses various types of information such as current position and 3D maps, and generates optimal engine instructions based on the minimization of a cost function that is limited by restrictions on a battery.

Patentansökan DE 100 35 027 beskriver en metod för att styra ett hybridfordons drifttillstånd. Bland annat används en vägprofil för att bestämma de olika tillstånden.Patent application DE 100 35 027 describes a method for controlling the operating condition of a hybrid vehicle. Among other things, a road profile is used to determine the various conditions.

Patentansökan US 2005/0274553 beskriver ett predikterande energihanteringssystem för ett hybridfordon. Genom att använda en predikterande reglerstrategi kan motorkommandon genereras som optimerar hybridfordonets drift nu och i framtiden.Patent application US 2005/0274553 describes a predictive energy management system for a hybrid vehicle. By using a predictive control strategy, engine commands can be generated that optimize the operation of the hybrid vehicle now and in the future.

Reglerstrategin som används är dock komplex och relativt mycket beräkningskapacitet används. 3 Syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat sätt att minska ett hybridfordons energiförbrukning.However, the control strategy used is complex and relatively much computational capacity is used. The object of the invention is to provide an improved way of reducing the energy consumption of a hybrid vehicle.

Sammanfattning av uppfinningen Det ovan beskrivna syftet uppnås genom en aspekt av uppfinningen genom ett system fór att styra en elmaskin i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en forbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin. Systemet omfattar: -en lutningsenhet for att bestämma vägens lutning ot vid framforing av fordonet och generera en lutningssignal i beroende därav, -en laddningsenhet for att bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC) och generera en SOC-signal i beroende därav; -en regulator som är anpassad att använda lutningssignalen och SOC- signalen som insignaler for att beräkna en viktningsfaktor och generera en viktningssignal ß i beroende därav; -en momentenhet som är anpassad att bestämma ett önskat moment av foraren, och att generera en momentsignal M i beroende därav; -en styrenhet som är anpassad att beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat på viktningssignalen ß och momentsignalen M, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen.Summary of the invention The object described above is achieved by an aspect of the invention through a system for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine. The system comprises: - a tilt unit for determining the slope of the road when driving the vehicle and generating a tilt signal depending thereon, -a charge unit for determining the state of charge of the battery (SOC) and generating an SOC signal depending thereon; a controller adapted to use the slope signal and the SOC signal as input signals to calculate a weighting factor and generate a weighting signal ß depending thereon; a torque unit adapted to determine a desired torque of the driver, and to generate a torque signal M depending thereon; a control unit which is adapted to calculate a control signal for the electric machine based on the weighting signal ß and the torque signal M, the electric machine being controlled according to the control signal.

Syftet uppnås genom en annan aspekt genom en metod for att styra en elmaskin i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en förbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin. Metoden omfattar att: A) bestämma vägens lutning ot vid framforing av fordonet, B) bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC); C) använda vägens lutning ot och batteriets SOC som insignaler till en regulator for att beräkna en viktningsfaktor; D) bestämma ett önskat moment av foraren; E) beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat pä nämnda viktningsfaktor och av foraren önskat moment, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen. 4 Genom att använda vägens lutning där fordonet för ögonblicket befinner sig, batteriets SOC och det av föraren önskade momentet, kan intelligenta val göras för att förbättra fordonets sätt att arbeta. På detta sätt kan fordonet minska sin energianvändning, genom att använda batteriets energi i uppförsbackar, för att sedan kunna ladda upp batteriet i nedförsbackar. Fordonet kan även få mer kraft när den som mest behöver det, som i branta uppförsbackar.The object is achieved by another aspect by a method for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine. The method comprises: A) determining the slope of the road ot when driving the vehicle, B) determining the state of charge of the battery (SOC); C) use the slope of the road and the SOC of the battery as input signals to a controller to calculate a weighting factor; D) determining a desired torque of the driver; E) calculate a control signal to the electric machine based on said weighting factor and torque desired by the driver, the electric machine being controlled according to the control signal. 4 By using the slope of the road where the vehicle is currently located, the SOC of the battery and the torque desired by the driver, intelligent choices can be made to improve the way the vehicle works. In this way, the vehicle can reduce its energy consumption, by using the battery's energy on uphill slopes, in order to then be able to charge the battery on downhill slopes. The vehicle can also get more power when it needs it most, such as on steep uphills.

Fuzzy logic är ett exempel på en reglerstategi som kan användas i den föreliggande uppfinningen, och som på ett användbart sätt avbildar ett insignalsområde till ett utsignalsoniråde. Detta görs exempelvis genom att använda en lista med ”if - then”-satser som kallas regler. Reglema själva hänför sig till variabler och de adjektiv som beskriver dessa variabler. Varje sats sanningshalt blir en gradfråga. Medlemsfunktioner används, som kan beskrivas som en kurva som definierar hur varj e punkt i insignalsonirådet avbildas till ett medlemsvärde, eller grad av medlemskap, mellan 0 och l. Även andra reglerstrategier är dock tillämpbara tillsammans med uppfinningen.Fuzzy logic is an example of a control strategy that may be used in the present invention, and which in a useful manner maps an input signal area to an output signal area area. This is done, for example, by using a list of "if-then" statements called rules. The rules themselves refer to variables and the adjectives that describe these variables. The truth content of each sentence becomes a matter of degree. Member functions are used, which can be described as a curve that defines how each point in the input signal zone is mapped to a member value, or degree of membership, between 0 and 1. However, other control strategies are also applicable together with the invention.

Föredragna utföringsforrner beskrivs i de beroende kraven och i den detaljerade beskrivningen.Preferred embodiments are described in the dependent claims and in the detailed description.

Kort beskrivning av de bifogade figurema Nedan kommer uppfinningen att beskrivas med hänvisning till de bifogade figurema, av vilka: Figur l illustrerar drivlinan i ett seriehybridfordon.Brief Description of the accompanying Figures The invention will be described below with reference to the accompanying figures, of which: Figure 1 illustrates the driveline of a series hybrid vehicle.

Figur 2 illustrerar drivlinan i parallellhybridfordon.Figure 2 illustrates the driveline in parallel hybrid vehicles.

Figur 3 illustrerar en drivlina som används i den föreliggande uppfinningen.Figure 3 illustrates a driveline used in the present invention.

Figur 4 illustrerar vägens lutning oi.Figure 4 illustrates the slope of the road oi.

Figur 5 illustrerar systemet enligt en utföringsforrn av uppfinningen.Figure 5 illustrates the system according to an embodiment of the invention.

Figur 6 illustrerar en regelbas vid användning av fuzzy logic enligt en utföringsforrn av uppfinningen.Figure 6 illustrates a rule base when using fuzzy logic according to an embodiment of the invention.

Figur 7 illustrerar sambandet mellan in- och utsignaler i en fuzzy logic regulator enligt en utföringsform av uppfinningen.Figure 7 illustrates the relationship between input and output signals in a fuzzy logic controller according to an embodiment of the invention.

Figur 8 illustrerar sambandet mellan in- och utsignaler i en fuzzy logic regulator enligt en annan utforingsforrn av uppfinningen.Figure 8 illustrates the relationship between input and output signals in a fuzzy logic controller according to another embodiment of the invention.

Figur 9 visar ett flödesschema for metoden enligt en utforingsforrn av uppfinningen.Figure 9 shows a circuit diagram of the method according to an embodiment of the invention.

Detalierad beskrivning av föredragna utföringsfonner av uppfinningen Nedan kommer uppfinningen att beskrivas tillsammans med ett parallellhybridsystem, men uppfinningen kan även användas tillsammans med andra sorters hybiidsystem.Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention The invention will be described below in conjunction with a parallel hybrid system, but the invention may also be used in conjunction with other types of hybrid systems.

Drivlinan i ett parallellhybridfordon illustreras i figur 3 och är det system i fordonet som överför energi från förbränningsmotom och elmaskinen via kopplingen, växellådan, drivaxlar och hjulen till vägytan. Den elektriska maskinen benämns här elmaskin, men kan även refereras till som en elektrisk maskin. Förbränningsmotom kan drivas med diesel eller bensin, eller en annan lämplig vätska eller gas. Kopplingen omfattar en serie friktionsdiskar, som tillsammans kan koppla ur förbränningsmotom från resten av drivlinan. Kopplingen kan manövreras av föraren via en pedal, eller är automatisk och ett styrsystem manövrerar då växlingen och kopplingen. Den andra energikällan i ett parallellhybridfordon är elmaskinen. Elmaskinen omfattar två delar, en rotor och en stator.The driveline in a parallel hybrid vehicle is illustrated in Figure 3 and is the system in the vehicle that transfers energy from the internal combustion engine and the electric machine via the clutch, gearbox, drive axles and wheels to the road surface. The electric machine is referred to here as an electric machine, but can also be referred to as an electric machine. The internal combustion engine can be powered by diesel or gasoline, or another suitable liquid or gas. The coupling comprises a series of friction disks, which together can disengage the internal combustion engine from the rest of the driveline. The clutch can be operated by the driver via a pedal, or is automatic and a control system then maneuvers the shift and clutch. The other energy source in a parallel hybrid vehicle is the electric machine. The electric machine comprises two parts, a rotor and a stator.

Rotom är den roterande delen av elmaskinen och har en axel som antingen kan vara utrustad med perrnanentmagneter eller lindningar som kommer att bli elektromagnetiska när de är kopplade till en elektrisk energikälla. I det senare fallet kan magnetiseringsgraden styras. Statom är det yttre skalet som kapslar in elmaskinen och i statom finns det lindningar som energikablama är kopplade till. När elmaskinen används som motor, inducerar energin från kablarna ett magnetfält i statom. När elmaskinen används som generator, inducerar rotom en ström i statorlindningama som sedan lagras som elektrisk energi i batteriet. Som ett exempel kan elmaskinen vara en 36 kW perrnanentmagnetsynkronmaskin, som är en trefasmaskin i vilken rotom roterar synkront med det roterande magnetfältet i statom.The rotor is the rotating part of the electric machine and has a shaft that can either be equipped with permanent magnets or windings that will become electromagnetic when connected to an electrical energy source. In the latter case, the degree of magnetization can be controlled. The stator is the outer shell that encapsulates the electric machine and in the stator there are windings to which the energy cables are connected. When the electric machine is used as a motor, the energy from the cables induces a magnetic field in the stator. When the electric machine is used as a generator, the rotor induces a current in the stator windings which is then stored as electrical energy in the battery. As an example, the electric machine may be a 36 kW permanent magnet synchronous machine, which is a three-phase machine in which the rotor rotates synchronously with the rotating magnetic field in the stator.

En omvandlare (visas inte) är kopplad till elmaskinen for att omvandla AC till DC när elmaskinen används som generator och laddar batteriet, och DC till AC när batteriet levererar energi till elmaskinen som då används som motor. För att få en lång livstid behöver kraftelektroniken kylning, och denna kan exempelvis vara vattenbaserad. En extem kylkrets kan därför behöva installeras.A converter (not shown) is connected to the electric machine to convert AC to DC when the electric machine is used as a generator and charges the battery, and DC to AC when the battery supplies energy to the electric machine which is then used as a motor. To have a long life, the power electronics need cooling, and this can, for example, be water-based. An extreme cooling circuit may therefore need to be installed.

Batteriet är kopplat till elmaskinen och inkluderar ett antal celler kopplade i serie för att öka spänningen. De seriekopplade cellerna är sedan kopplade parallellt för att öka kapaciteten på hela batteripaketet. Som exempel kan batterierna vara NiMH-batterier, där varje cell har en nominell spänning på 1.2 V. Ett annat exempel på batteri är litiumjon- batterier (Li-jon), de har ett bättre värde i W/kg och Wh/kg, vilket gör dem mindre och lättare än motsvarande NiMH-batterier.The battery is connected to the electrical machine and includes a number of cells connected in series to increase the voltage. The series-connected cells are then connected in parallel to increase the capacity of the entire battery pack. As an example, the batteries can be NiMH batteries, where each cell has a nominal voltage of 1.2 V. Another example of a battery is lithium-ion batteries (Li-ion), they have a better value in W / kg and Wh / kg, which makes them smaller and lighter than similar NiMH batteries.

Växellådans och slutväxelns ändamål är att matcha hastigheten på drivlinan på den ingående axeln på växellådan med hastigheten på hjulen. Utväxlingsförhållandet i växellådan kan varieras genom att växla, medan dynamiken på slutväxeln är konstant.The purpose of the gearbox and the final gear is to match the speed of the driveline on the input shaft of the gearbox with the speed of the wheels. The gear ratio in the gearbox can be varied by shifting, while the dynamics of the final gear are constant.

I figur 4 visas ett system för att styra en elmaskin i ett hybridfordon enligt en utföringsforrn av uppfinningen. Hybridfordonets drivlina omfattar en förbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin, och som illustreras i figur 3. Systemet omfattar en lutningsenhet for att bestämma vägens lutning ot vid framföring av fordonet och generera en lutningssignal L i beroende därav, en laddningsenhet för att bestämma batteriets laddningstillstånd SOC och generera en SOC-signal S i beroende därav, samt en avläsningsenhet som är anpassad att bestämma ett önskat moment av föraren, och att generera en momentsignal M i beroende därav. Systemet inkluderar vidare en regulator som är anpassad att använda lutningssignalen och SOC-signalen som insignaler för att beräkna en viktningsfaktor och generera en viktningssignal ß i beroende därav; samt en styrenhet som är anpassad att beräkna en styrsignal Y till elmaskinen baserat på viktningssignalen ß och momentsignalen M. Elmaskinen styrs sedan enligt styrsignalen Y.Figure 4 shows a system for controlling an electric machine in a hybrid vehicle according to an embodiment of the invention. The driveline of the hybrid vehicle comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine, and illustrated in Figure 3. The system comprises a tilt unit for determining the inclination of the road ot when driving the vehicle and generating a tilt signal L depending thereon, a charging unit for determining the state of charge of the battery SOC and generate a SOC signal S depending thereon, as well as a reading unit adapted to determine a desired torque by the driver, and to generate a torque signal M dependent thereon. The system further includes a controller adapted to use the slope signal and the SOC signal as inputs to calculate a weighting factor and generate a weighting signal ß depending thereon; and a control unit which is adapted to calculate a control signal Y for the electric machine based on the weighting signal ß and the torque signal M. The electric machine is then controlled according to the control signal Y.

På detta sätt uppnås ett system för att styra elmaskinen, så att batteriets lagrade energi kan användas när det behövs som mest, d.v.s. när vägen lutar uppåt.In this way a system is achieved for controlling the electric machine, so that the stored energy of the battery can be used when it is needed most, i.e. when the road slopes upwards.

Viktningssignalen ß beskriver alltså hur mycket energi som ska tas från batteriet vid den aktuella väglutningen och aktuellt SOC. Styrenheten genererar sedan en styrsignal Y till elmaskinen, som indikerar hur mycket energi som ska tas från batteriet när föraren önskar ett visst moment M. Företrädesvis är regulatom anpassad att beräkna en viktningssignal ß som är en nonnaliserad skalfaktor. Viktningsfaktom är då norrnaliserad till att vara ett 7 värde mellan exempelvis [0 1]. Enligt en utföringsform multipliceras skalfaktom ß med ett i förväg bestämt värde för det maxrnoment som elmaskinen kan ge. Om t.ex. maxmomentet är 300 Nm och skalfaktom är 0.6, vidarebefordras via styrsignalen Y att elmaskinen ska lägga ut 300-0.6=l 80 Nm på drivlinan. Styrenheten säkerställer att det önskade momentet M från föraren inte överskrids. Eventuellt resterande moment som krävs för ge det av föraren önskade momentet till drivlinan tas sedan från förbränningsmotorn.The weighting signal ß thus describes how much energy is to be taken from the battery at the current road slope and the current SOC. The control unit then generates a control signal Y to the electric machine, which indicates how much energy is to be taken from the battery when the driver desires a certain torque M. Preferably, the controller is adapted to calculate a weighting signal ß which is a non-analyzed scale factor. The weighting factor is then normalized to be a 7 value between, for example, [0 1]. According to one embodiment, the scale factor ß is multiplied by a predetermined value for the maximum torque that the electric machine can give. If e.g. the maximum torque is 300 Nm and the scale factor is 0.6, it is passed on via the control signal Y that the electric machine should lay out 300-0.6 = l 80 Nm on the driveline. The control unit ensures that the desired torque M from the driver is not exceeded. Any remaining torque required to provide the torque desired by the driver to the driveline is then taken from the internal combustion engine.

Vägens lutning u illustreras i figur 5 och lutningsenheten omfattar enligt en utföringsforrn sensorer i fordonet för att bestämma vägens lutning a. På så sätt kan vägens momentana lutning bestämmas kontinuerligt. Enligt en ytterligare utföringsforrn analyseras väglutningens derivata, och baserat på analysen förutses hur vägens framtida lutning kommer att se ut, vilket tas med i beräkningama i regulatom och/eller styrenheten för att få fram en styrsignal till elmaskinen.The inclination of the road u is illustrated in Figure 5 and according to one embodiment the inclination unit comprises sensors in the vehicle for determining the inclination of the road a. In this way the instantaneous inclination of the road can be determined continuously. According to a further embodiment, the derivative of the road slope is analyzed, and based on the analysis it is predicted what the future slope of the road will look like, which is included in the calculations in the controller and / or control unit to obtain a control signal for the electric machine.

Signaler som används i systemet skickas företrädesvis via CAN i fordonet. CAN (Controller Area Network) betecknar ett seriellt bussystem, speciellt utvecklat för användning i fordon. CAN-databussen ger möjlighet till digitalt datautbyte mellan sensorer, reglerkomponenter, aktuatorer, styrdon etc. och säkerställer att flera styrdon kan få tillgång till signalema från en viss givare, för att använda dessa för styming av sina anslutna komponenter.Signals used in the system are preferably sent via CAN in the vehicle. CAN (Controller Area Network) denotes a serial bus system, specially developed for use in vehicles. The CAN data bus provides the opportunity for digital data exchange between sensors, control components, actuators, controllers, etc. and ensures that styr your controllers can access the signals from a specific sensor, to use these for controlling their connected components.

Laddningstillståndet, SOC, är ett förhållande mellan nuvarande laddningsnivå och den maximala laddningsnivån. Laddningstillståndet beräknas med hjälp av följande formel: l soc = socím., - j z(z)df, (1) IIlflX där Qmax är batteriets maximala laddningskapacitet, SOCinit är det initiala värdet på laddningstillståndet och i(t) är strömmen genom batteriet. Batteriets hela kapacitet används aldrig eftersom ett för stort kretslopp av energi i batteriet kan skada det allvarligt. 8 Därför finns en övre gräns SOCu och en undre gräns SOC] for laddningstillståndet.The charge state, SOC, is a ratio between the current charge level and the maximum charge level. The state of charge is calculated using the following formula: l soc = socím., - j z (z) df, (1) IIl fl X where Qmax is the maximum charge capacity of the battery, SOCinit is the initial value of the state of charge and i (t) is the current through the battery. The entire capacity of the battery is never used because an excessive energy cycle in the battery can seriously damage it. Therefore, there is an upper limit SOCu and a lower limit SOC] for the state of charge.

Intervallet mellan dessa två gränser kallas SOC-fönstret.The interval between these two limits is called the SOC window.

Laddningstillståndet skalas företrädesvis när det används som insignal till regulatorn för att förenkla konstruktionen genom att veta att laddningstillståndet alltid är i intervallet mellan [0 l]. Skalningen görs genom att använda ekvationen nedan: soc-soq a <2) soc,-soc, Laddningsenheten är företrädesvis anpassad att mäta de signaler som är nödvändiga för ovan nämnda beräkningar, och att utföra beräkningarna för att få fram en SOC-signal S.The charge state is preferably scaled when used as an input to the controller to simplify the design by knowing that the charge state is always in the range between [0 l]. The scaling is done using the equation below: soc-soq a <2) soc, -soc, The charging unit is preferably adapted to measure the signals necessary for the above calculations, and to perform the calculations to obtain an SOC signal S.

Energin som kretsar i batteriet är det totala energiflödet genom batteriet och räknas ut enligt nedan: Em: I J. ibm (t) i ubaz dt 1 där ibat och ubat är batteriets ström och spänning.The energy circulating in the battery is the total energy genom through the battery and is calculated as follows: Em: In J. ibm (t) in ubaz dt 1 where ibat and ubat are the current and voltage of the battery.

Enligt en utforingsforrn av uppfinningen är regulatorn en regelbaserad regulator, exempelvis en fuzzy logic-regulator. I fiizzy logic används en lista med ”if-then”-satser som kallas regler. Genom att använda medlemsfunktioner kan svar ges som är en fråga om grad, inte bara ”ja” eller ”nej”. En medlemsfunktion är (MF) är en kurva som definierar hur varje punkt i insignalornrådet mappas till ett medlemsvärde (eller grad av medlemsskap) mellan 0 och 1. Två eller flera medlemsvärden ges som insignaler till en fuzzy-operator som ger som utsignal ett sant värde. En fuzzy-operator kan vara en logisk operator såsom AND, OR eller NOT. I figur 6 visas ett exempel på en regelbas för fi1zzy- logic-regulatom. I detta exempel finns det två medlemsfunktioner for lutningsinsignaler L, ”Hög” och ”Läg”. För SOC-insignalen S finns det två medlemsfunktioner, också de kallade ”Hög” och ”Läg”. Utsignalen från fiizzy-regulatorn har också den två medlemsfunktoner ”Hög” och ”Läg”. I figur 7 och 8 visas två exempel på fuzzy- regulatorer som är grafiskt åskådliggjorda, där insignalerna och utsignalema visas på de olika axlarna. Ytan visar tydligt hur regulatorema fungerar. Den första regulatorn i figur 7 har nästan bara ett tillstånd, och det innebär en stark viktningssignal ß. Styrkan på viktningssignalen minskar något när SOC minskar och när väglutningen är mindre brant. I systemet med den andra regulatorn illustreras i figur 7, är regulatorn anpassad att beräkna en viktningssignal ß till styrenheten som gradvis ökar vid stigande lutningssignal L samt stigande SOC-signal S, för att få en jämn tillförsel av energi från batteriet. Regulatom som illustreras i figur 8 är signifikant mjukare än den i figur 7, när SOC och väglutningen är stora, så är utsignalen ß nära maximalt värde. Stödet från elmaskinen kommer dock när väglutningen är relativt brant. För mindre lutningar måste SOC vara relativt hög för att regulatorn ska reagera. Genom att reglera elmotom på detta sätt, så kan bränslekonsumtionen minskas signifikant.According to an embodiment of the invention, the controller is a rule-based controller, for example a fuzzy logic controller. Zz izzy logic uses a list of "if-then" statements called rules. By using member functions, answers can be given that are a matter of degree, not just "yes" or "no". A member function is (MF) is a curve that defines how each point in the input signal range is mapped to a membership value (or degree of membership) between 0 and 1. Two or fl your member values are given as input signals to a fuzzy operator who gives a true value as output signal . A fuzzy operator can be a logical operator such as AND, OR or NOT. Figure 6 shows an example of a rule base for the fi1 zzy logic controller. In this example, there are two member functions for tilt inputs L, "High" and "Low". For the SOC input signal S, there are two member functions, also called "High" and "Low". The output signal from the zz izzy controller also has the two member functions "High" and "Low". Figures 7 and 8 show two examples of fuzzy controllers that are graphically illustrated, where the input signals and the output signals are shown on the different axes. The surface clearly shows how the regulators work. The first regulator in Figure 7 has almost only one state, and this means a strong weighting signal ß. The strength of the weighting signal decreases slightly when the SOC decreases and when the road slope is less steep. In the system with the second controller illustrated in Figure 7, the controller is adapted to calculate a weighting signal ß to the control unit which gradually increases with increasing slope signal L and rising SOC signal S, in order to obtain an even supply of energy from the battery. The controller illustrated in Figure 8 is significantly softer than that in Figure 7, when the SOC and the road slope are large, the output signal ß is close to the maximum value. However, the support from the electric machine comes when the road slope is relatively steep. For smaller slopes, the SOC must be relatively high for the controller to react. By regulating the electric motor in this way, fuel consumption can be significantly reduced.

Systemet är alltså företrädesvis anpassat att beräkna en styrsignal till elmaskinen att använda energi från batteriet när batteriets SOC är i intervallet mellan SOCmin och SOCmaXfi och vägens lutning oi indikerar uppförsbacke. På så sätt får fordonet extra energi när det behöver som mest, nämligen i uppförsbackar. En förutsättning för att använda energi från batteriet är att det finns SOC mellan gränsvärdena som beskrivits ovan. Även andra reglerstrategier är dock tänkbara, och fuzzy-logic beskrivs endast som ett exempel.The system is thus preferably adapted to calculate a control signal to the electric machine to use energy from the battery when the battery SOC is in the interval between SOCmin and SOCmaX fi and the slope of the road oi indicates uphill. In this way, the vehicle gets extra energy when it needs it most, namely on uphill slopes. A prerequisite for using energy from the battery is that there is SOC between the limit values described above. However, other control strategies are also conceivable, and fuzzy-logic is only described as an example.

Företrädesvis så är systemet anpassat att regenerera bromsenergi till batteriet då vägens lutning oi indikerar nedförsbacke. Fordonet är då på väg nedför en backe, och genom att ta till vara på den kinetiska energin som fordonet ger, kan batteriet laddas upp. När hastigheten behöver minskas, görs detta vanligtvis med en hydraulisk retarderenhet, avgasbromsen och/eller hjulbromsama i kombination med elmaskinen. Så länge batteriet tillåts laddas, alltså så länge SOCu inte har överskridits, och fordonet behöver bromsas, så används elmaskinen som generator så mycket som möjligt.Preferably, the system is adapted to regenerate braking energy to the battery as the slope of the road oi indicates downhill. The vehicle is then on its way down a hill, and by taking advantage of the kinetic energy that the vehicle provides, the battery can be charged. When the speed needs to be reduced, this is usually done with a hydraulic deceleration unit, the exhaust brake and / or the wheel brakes in combination with the electric machine. As long as the battery is allowed to charge, ie as long as the SOCu has not been exceeded, and the vehicle needs to be braked, the electric machine is used as a generator as much as possible.

Uppfinningen hänför sig också till en metod för att styra en elmaskin i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en förbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin. Metoden kommer nu att beskrivas med hänvisning till flödesschemat i figur 9.The invention also relates to a method for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine. The method will now be described with reference to the fate diagram in Figure 9.

Metoden omfattar följaktligen att: A) bestämma vägens lutning ot vid framföring av fordonet, B) bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC); C) använda vägens lutning ot och batteriets SOC som insignaler till en regulator för att beräkna en viktningsfaktor; D) bestämma ett önskat moment av föraren samt E) beräkna en styrsignal till elmaskinen baserat på nämnda viktningsfaktor och av föraren önskat moment, varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen. Genom den beskriva metoden kan förbränningsmotom fä mer energi från batteriet när vägen är brant och SOC är tillräcklig.Accordingly, the method comprises: A) determining the inclination of the road ot when driving the vehicle, B) determining the state of charge of the battery (SOC); C) use the slope of the road and the SOC of the battery as inputs to a controller to calculate a weighting factor; D) determine a desired torque by the driver and E) calculate a control signal to the electric machine based on said weighting factor and torque desired by the driver, the electric machine being controlled according to the control signal. Through the described method, the combustion engine can get more energy from the battery when the road is steep and SOC is sufficient.

Enligt en utföringsforrn kan en regelbaserad regulator, exempelvis en fuzzy logic- regulator, används i steg C). På så sätt kan styrvärden för att minska bränslekonsumtionen räknas fram till elmaskinen på ett sätt som inte förbrukar så mycket beräkningskapacitet.According to one embodiment, a rule-based controller, for example a fuzzy logic controller, may be used in step C). In this way, control values for reducing fuel consumption can be calculated for the electric machine in a way that does not consume as much calculation capacity.

Genom att använda en regulator med vars hjälp styrsignalen i steg D) beräknas att öka gradvis, kan en jämn tillförsel av energi från batteriet användas för att driva fordonet.By using a regulator by means of which the control signal in step D) is calculated to increase gradually, an even supply of energy from the battery can be used to drive the vehicle.

Företrädesvis beräknas i steg C) viktningsfaktom att vara en normaliserad skalfaktor. På så sätt kan ett värde fås mellan [0 1] som på ett enkelt sätt kan användas för att räkna fram hur stort bidrag som ska användas från batterierna.Preferably, in step C), the weighting factor is calculated to be a normalized scale factor. In this way, a value can be obtained between [0 1] which can be used in a simple way to calculate how much contribution is to be used from the batteries.

Vägens lutning ot bestäms enligt en utföringsforrn med hjälp av sensorer i fordonet. På så sätt kan hela tiden den aktuella väglutningen bestämmas.The slope of the road ot is determined according to an embodiment with the help of sensors in the vehicle. In this way, the current road slope can be determined at all times.

Företrädesvis så beräknas styrsignalen i steg D) så att energi ges från batteriet när batteriets SOC är i intervallet mellan SOCmin och SOCmaXfi och vägens lutning ot indikerar uppförsbacke. Således tas energi från batteriet när det finns tillgänglig energi och när fordonet behöver extra energi i uppförsbackar.Preferably, the control signal in step D) is calculated so that energy is given from the battery when the battery SOC is in the interval between SOCmin and SOCmaX fi and the slope of the road ot indicates uphill. Thus, energy is taken from the battery when there is available energy and when the vehicle needs extra energy on uphill slopes.

Enligt en utföringsform så beräknas i steg D) viktningsfaktorn till styrenheten att gradvis öka vid stigande lutnings samt stigande SOC, för att få en jämn tillförsel av energi från batteriet. På så sätt uppnås ett jämnare uttag av energin i batteriet, vilket ger ett mindre slitage på denna del som i många fall är en av de dyraste beståndsdelarna i fordonet. ll Företrädesvis regenereras bromsenergi till batteriet då Vägens lutning ot indikerar nedförsbacke. Därrned tas rörelseenergin som fordonet får i en nedförsbacke tillvara istället för att bara bromsas bort.According to one embodiment, in step D) the weighting factor for the control unit is calculated to gradually increase with increasing slope and rising SOC, in order to obtain an even supply of energy from the battery. In this way, a smoother extraction of the energy in the battery is achieved, which results in less wear on this part, which in many cases is one of the most expensive components in the vehicle. ll Preferably, braking energy is regenerated to the battery as the slope of the road ot indicates downhill. Down there, the kinetic energy that the vehicle gets on a downhill slope is used instead of just braking away.

Uppfinningen omfattar även en datorprogramprodukt, omfattande datorprograminstruktioner för att förrnå ett datorsystem i ett fordon att utföra stegen enligt metoden, när dataprograminstruktionema körs på nämnda datorsystem.The invention also comprises a computer program product, comprising computer program instructions for causing a computer system in a vehicle to perform the steps according to the method, when the computer program instructions are run on said computer system.

Datorprograminstruktionema är enligt en utföringsform lagrade på ett av ett datorsystem läsbart medium.According to one embodiment, the computer program instructions are stored on a medium readable by a computer system.

Den föreliggande uppfinningen är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsforrnema.The present invention is not limited to the embodiments described above.

Olika alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan användas. Därför begränsar inte de ovan nämnda utföringsforrnema uppfinningens omfattning, som definieras av de bifogade kraven.Various alternatives, modifications and equivalents can be used. Therefore, the above-mentioned embodiments do not limit the scope of the invention, which is defined by the appended claims.

Claims (16)

10 15 20 25 30 12 Patentkrav10 15 20 25 30 12 Patent claims 1. System for att styra en elmaskin i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en forbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin, k ä n n e t e c k n a d a V att systemet omfattar: -en lutningsenhet för att bestämma vägens lutning ot vid framtöring av fordonet och generera en lutningssignal (L) i beroende därav, -en laddningsenhet for att bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC) och generera en SOC-signal (S) i beroende därav; -en regulator som är anpassad att använda lutningssignalen och SOC- signalen som insignaler for att beräkna en viktningsfaktor och en viktningssignal (ß) i beroende därav; -en avläsningsenhet som är anpassad att bestämma ett önskat moment av foraren, och att generera en momentsignal (M) iberoende därav; -en styrenhet som är anpassad att beräkna en styrsignal (Y) till elmaskinen baserat på viktningssignalen (ß) och momentsignalen (M), varvid elmaskinen styrs enligt styrsignalen (Y).A system for controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine, characterized in that the system comprises: - a tilting unit for determining the slope of the road ot when driving the vehicle and generating a inclined signal (L) depending thereon, a charging unit for determining the state of charge of the battery (SOC) and generating an SOC signal (S) depending thereon; a controller adapted to use the slope signal and the SOC signal as input signals to calculate a weighting factor and a weighting signal (ß) depending thereon; a reading unit adapted to determine a desired torque of the driver, and to generate a torque signal (M) independently thereof; a control unit which is adapted to calculate a control signal (Y) for the electrical machine based on the weighting signal (ß) and the torque signal (M), the electrical machine being controlled according to the control signal (Y). 2. System enligt krav l, i vilket regulatom är anpassad att beräkna en viktningssignal (ß) som är en norinaliserad skalfaktor.A system according to claim 1, in which the controller is adapted to calculate a weighting signal (ß) which is a norinalized scale factor. 3. System enligt krav l eller 2, i vilket regulatom är en regelbaserad regulator, exempelvis en fuzzy logic-regulator.A system according to claim 1 or 2, in which the controller is a rule-based controller, for example a fuzzy logic controller. 4. System enligt något av krav 1 till 3, i vilket systemet är anpassat att beräkna en styrsignal till elmaskinen att använda energi från batteriet när batteriets SOC är i intervallet mellan SOCmin och SOCmaXO Och vägens lutning ot indikerar uppforsbacke.A system according to any one of claims 1 to 3, in which the system is adapted to calculate a control signal to the electric machine to use energy from the battery when the SOC of the battery is in the interval between SOCmin and SOCmaXO. 5. System enligt något av krav l till 4, i vilket regulatom är anpassad att beräkna en viktningssignal (ß) till styrenheten som gradvis ökar vid stigande lutningssignal (L) samt stigande SOC-signal (S), for att få en jämn tillforsel av energi från batteriet. 10 15 20 25 30 13A system according to any one of claims 1 to 4, in which the controller is adapted to calculate a weighting signal (ß) to the control unit which gradually increases with increasing slope signal (L) and rising SOC signal (S), in order to obtain an even supply of energy from the battery. 10 15 20 25 30 13 6. System enligt något av krav 1 till 4, i vilket lutningsenheten omfattar sensorer i fordonet for att bestämma vägens lutning ot.A system according to any one of claims 1 to 4, in which the inclination unit comprises sensors in the vehicle for determining the inclination of the road ot. 7. System enligt något av krav 1 till 6, i vilket systemet är anpassat att regenerera bromsenergi till batteriet då vägens lutning ot indikerar nedforsbacke.A system according to any one of claims 1 to 6, in which the system is adapted to regenerate braking energy to the battery when the slope of the road indicates a downhill slope. 8. Metod for att styra en elmaskin i ett hybridfordon vars drivlina omfattar en forbränningsmotor och ett batteri som är anslutet till nämnda elmaskin, kännete ckn a d av attmetoden omfattar att: A) bestämma vägens lutning (ot) vid framforing av fordonet, B) bestämma batteriets laddningstillstånd (SOC); C) använda vägens lutning (ot) och batteriets SOC som insignaler till en regulator for att beräkna en viktningsfaktor; D) bestämma ett Önskat moment av föraren; E) beräkna en styrsignal till den elmaskinen baserat på nämnda viktningsfaktor och av foraren önskat moment, varvid den elmaskinen styrs enligt styrsignalen.A method of controlling an electric machine in a hybrid vehicle whose driveline comprises an internal combustion engine and a battery connected to said electric machine, characterized in that the method comprises: A) determining the inclination (ot) of the road when driving the vehicle, B) determining battery charge status (SOC); C) use the slope (ot) of the road and the SOC of the battery as input signals to a controller to calculate a weighting factor; D) determine a desired torque of the driver; E) calculate a control signal to that electric machine based on said weighting factor and torque desired by the driver, wherein that electric machine is controlled according to the control signal. 9. Metod enligt krav 8, i vilket en viktningsfaktor som är en norrnaliserad skalfaktor beräknas i steg C).A method according to claim 8, in which a weighting factor which is a normalized scale factor is calculated in step C). 10. Metod enligt krav 8 eller 9 i vilken en regelbaserad regulator, exempelvis en fuzzy logic-regulator, används i steg C).Method according to claim 8 or 9, in which a rule-based controller, for example a fuzzy logic controller, is used in step C). 11. Metod enligt något av krav 8 till 10, i vilken styrsignalen i steg D) beräknas så att energi från batteriet används när batteriets SOC är i intervallet mellan SOCmin och SOCmaX, och vägens lutning ot indikerar uppforsbacke.Method according to any one of claims 8 to 10, in which the control signal in step D) is calculated so that energy from the battery is used when the SOC of the battery is in the interval between SOCmin and SOCmaX, and the slope of the road ot indicates uphill. 12. Metod enligt något av krav 8 till 11, i vilken viktningsfaktom till styrenheten i steg D) beräknas att gradvis öka vid stigande lutning samt stigande SOC, for att få en jämn tillförsel av energi från batteriet. 10 14Method according to one of Claims 8 to 11, in which the weighting factor to the control unit in step D) is calculated to increase gradually with increasing slope and rising SOC, in order to obtain an even supply of energy from the battery. 10 14 13. Metod enligt något av krav 8 till 12, i vilken Vägens lutning (ot) bestäms med hjälp av sensorer i fordonet.Method according to one of Claims 8 to 12, in which the inclination (ot) of the road is determined by means of sensors in the vehicle. 14. Metod enligt något av krav 8 till 13, i vilken bromsenergi regenereras till batteriet då vägens lutning ot indikerar nedförsbacke.A method according to any one of claims 8 to 13, in which braking energy is regenerated to the battery when the slope of the road ot indicates downhill. 15. Datorprogramprodukt, omfattande datorprograminstruktioner för att förrnå ett datorsystem i ett fordon att utföra stegen enligt metoden enligt något av kraven 8 till 14, när dataprograminstruktionema körs på nämnda datorsystem.A computer program product, comprising computer program instructions for causing a computer system in a vehicle to perform the steps of the method according to any one of claims 8 to 14, when the computer program instructions are run on said computer system. 16. Datorprogramprodukt enligt krav 15, där datorprograminstruktionema är lagrad på ett av ett datorsystem läsbart medium.The computer program product of claim 15, wherein the computer program instructions are stored on a computer system readable medium.
SE0950646A 2009-06-10 2009-09-09 Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle SE535739C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0950646A SE535739C2 (en) 2009-06-10 2009-09-09 Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle
PCT/IB2010/001743 WO2010143077A2 (en) 2009-06-10 2010-06-09 Method and system for controlling an electric motor in a hybrid vehicle
DE112010002438T DE112010002438T5 (en) 2009-06-10 2010-06-09 Method and system for controlling an electric motor in a hybrid vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0900792 2009-06-10
SE0950646A SE535739C2 (en) 2009-06-10 2009-09-09 Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0950646A1 true SE0950646A1 (en) 2010-12-11
SE535739C2 SE535739C2 (en) 2012-11-27

Family

ID=43066742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0950646A SE535739C2 (en) 2009-06-10 2009-09-09 Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE112010002438T5 (en)
SE (1) SE535739C2 (en)
WO (1) WO2010143077A2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104417346B (en) 2013-09-09 2017-04-12 比亚迪股份有限公司 Control system and control method of hybrid electrical vehicle (HEV)
CN104417544B (en) 2013-09-09 2017-08-22 比亚迪股份有限公司 The control system and control method of hybrid vehicle
CN104417557B (en) 2013-09-09 2017-07-04 比亚迪股份有限公司 A kind of vehicle slides feedback control system and its control method
CN104417344B (en) 2013-09-09 2017-03-15 比亚迪股份有限公司 Hybrid vehicle and its drive control method
CN104417554B (en) 2013-09-09 2018-03-13 比亚迪股份有限公司 Hybrid vehicle and its cruise control method
CN104417543B (en) 2013-09-09 2017-08-22 比亚迪股份有限公司 The control system and control method of hybrid vehicle
CN104417347B (en) 2013-09-09 2017-08-04 比亚迪股份有限公司 The control system and control method of hybrid vehicle
US9358969B2 (en) * 2013-11-11 2016-06-07 Ford Global Technologies, Llc Load-based vehicle operating control
DE102014205982A1 (en) 2014-03-31 2015-10-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drive device for a vehicle and vehicle with the drive device and method
CN112455423B (en) * 2020-11-27 2022-11-01 重庆青山工业有限责任公司 Pure electric starting control method of double-motor hybrid electric vehicle

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3353859B2 (en) * 1994-11-08 2002-12-03 株式会社エクォス・リサーチ Hybrid vehicle
US6205379B1 (en) * 1998-09-04 2001-03-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller for hybrid vehicle wherein one and the other of front and rear wheels are respectively driven by engine and electric motor
DE10035027A1 (en) 2000-07-19 2002-01-31 Daimler Chrysler Ag Method for controlling the operating mode of vehicles with hybrid drives detects a route profile covered by a vehicle while invoking an additional criterion for selecting the operating mode
DE10128758A1 (en) * 2001-06-13 2002-12-19 Bosch Gmbh Robert Control system for hybrid vehicle regulates proportion of driving power performed by electric motor whereby state of charge of battery does not fall below minimum level ensuring basic functions
EP1415839A1 (en) * 2002-10-29 2004-05-06 STMicroelectronics S.r.l. Fuzzy logic control system for torque distribution in hybrid vehicles
US7360615B2 (en) 2004-06-09 2008-04-22 General Motors Corporation Predictive energy management system for hybrid electric vehicles
JP4005069B2 (en) * 2004-09-03 2007-11-07 本田技研工業株式会社 Control device for hybrid vehicle
KR100747796B1 (en) * 2005-11-17 2007-08-08 현대자동차주식회사 Controller and controlling method for Hybrid Electric Vehicle's slope driving
DE102006034933B4 (en) * 2006-07-28 2016-10-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method and device for controlling a hybrid vehicle drive

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010143077A2 (en) 2010-12-16
SE535739C2 (en) 2012-11-27
WO2010143077A3 (en) 2011-02-17
DE112010002438T5 (en) 2012-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE0950646A1 (en) Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle
US8022674B2 (en) State of charge control method and systems for vehicles
CN101443978B (en) Charge/discharge control device and charge/discharge control method for power storage device, and electric-powered vehicle
US8886479B2 (en) Charge state detecting device for battery pack and method for detecting charge state
US20150239455A1 (en) Predicting energy consumption for an electric vehicle using variations in past energy consumption
US10981455B2 (en) Electric vehicle
JP2007210586A (en) Vehicle drive system
US9252630B2 (en) Battery charge control apparatus
CN103068648A (en) Regenerative control device, hybrid automobile, regenerative control method, and program
CN114132302B (en) Vehicle control method, device, system and storage medium
CN102963248B (en) The method of oil conveying in vehicle, control vehicle and the method for decelerating vehicles
US20220194231A1 (en) Regenerative braking based on a charging capability status of a vehicle battery
SE533838C2 (en) Method and system for operating an electric machine in a hybrid vehicle
Yue et al. Model-free learning-based online management of hybrid electrical energy storage systems in electric vehicles
JP2011213285A (en) Hybrid vehicle control device
JP2004064840A (en) Controlling device for storage system
US7605561B2 (en) Method for controlling charging of a power source of a hybrid vehicle
JP5772209B2 (en) Charge / discharge control device for power storage device and electric vehicle equipped with the same
JP4107191B2 (en) Vehicle control device
JP2005094865A (en) Hybrid vehicle and its system
János et al. The role of traffic effects and environmental effects in optimizing the consumption of an electric bus
JP2007269315A (en) Control device of vehicle
CN116472192B (en) Hybrid vehicle control method and hybrid vehicle
US20220281352A1 (en) Battery thermal management via current control
Lim et al. Drive and Control System for Hybrid Electric Vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed